Gewichtsverlagerung

[WA]

AW: Gewichtsverlagerung

Ich glaube nicht, daß der Sachverhalt beim Gleitschirm exakt mit dem beim Segelflugzeug vergleichbar ist.

> das ist richtig

. Durch den erhöhten Widerstand aber wird die Seite, die nach oben geht, langsamer. Das FLugzeug giert um die Hochachse in die Richtung der Hälfte, die nach oben geht (also genau entgegen der gewünschten Flugrichtung). Dumm!

>bis hier hin auch richtig, drum differenzieren wir ja und reduzieren den Ausschlag nach unten.


Die Differenzierung betrifft nur die Seite, auf der das QR nach oben ausschlägt: Dort wird der Ausschlag reduziert, wodurch das Schieben des Flugzeugs auf dieser Seite reduziert wird, indem man dort den induzierten Widerstand verringert und der Flügelhälfte dort mehr "Fahrt" läßt.

>und jetzt wirds meiner Meinung nach falsch. Umgekehrt, meine ich!

Beim GS gibt es aber doch nicht diese Möglichkeit, die beiden Flügelhälften separat zu verwölben, oder doch?

>denke das machen wir ständig. (Gewichtsteuerung)

Und auch der "Knick" erzeugt doch keinen Auftrieb auf der einen und Abtrieb auf der andern Seite, oder doch?

>dazu fällt mir nichts ein!

........aber nun habe ich auch den Artikel im DHV-Info entdeckt!

Gruß, WA

[Achimo]

AW: Gewichtsverlagerung

Hallo,

Und auch der "Knick" erzeugt doch keinen Auftrieb auf der einen und Abtrieb auf der andern Seite, oder doch?

den ganzen Rest kann ich nicht erklären, aber berichten, dass der Gin Zulu per Gewichtsverlagerung eine Kurve wie alle anderen Schirme fliegt, obwohl es keinen Knick gibt, da die inneren Leinen von beiden Seiten an die gleichen Aufhängungen gehen.

Achim

[Pikachu]

AW: Gewichtsverlagerung

Wolfgang,

wenn man sich so umschaut, dann liest man mehr Dokumente, wo angegeben wird, das nach unten ausschlagende QR im Weg zu reduzieren. In dem von mir angegebenen Dokument aber wird empfohlen, den oberen Weg zu reduzieren. Im Grunde ist das egal.

Warum?

Wenn man den Weg nach unten reduziert, verringern sich dort Auftrieb und Widerstand, das neg.Wenderollmoment wird verkleinert.

Reduziert man den Weg nach oben, passiert das gleiche, nur sinngemäß auf der anderen Seite.

Dann gibt es noch die Möglichkeit, künstlich den Widerstand auf der Seite, deren QR nach oben geht zu erhöhen und damit das "Voreilen" dieser Flügelhälfte zu stoppen (z.B. Frise-Ailerons).

So, dann bin ich mal gespannt auf die neue DHV-Info.

[WA]

AW: Gewichtsverlagerung

Dann gibt es noch die Möglichkeit, künstlich den Widerstand auf der Seite, deren QR nach oben geht zu erhöhen und damit das "Voreilen" dieser Flügelhälfte zu stoppen (z.B. Frise-Ailerons).

>Servus,

als "Modellflieger habe natürlich mit diesen Dingen gebastelt und empirische Resultate erzielt, ohne allzuviel Ahnung zu haben. Herrn Frise kenn ich nicht, aber ich meine das System zu verstehen, habe so meine Querruder angelenkt und siehe da, die kurven waren nicht mehr schiebend.

Gruß,WA

[pipo]

AW: Gewichtsverlagerung

@ Pikachu

> wenn man sich so umschaut, dann liest man mehr Dokumente, wo angegeben wird,
> das nach unten ausschlagende QR im Weg zu reduzieren.
> In dem von mir angegebenen Dokument aber wird empfohlen, den oberen Weg zu reduzieren.
> Im Grunde ist das egal.

Nein, das ist nicht egal - nach meinem Verständniss die Erklärung im von dir verlinkten Dokument falsch:
Wenn der Weg des nach oben ausgeschlagenen Querruders kleiner ist, als der Weg des nach unten ausgeschlagenen, dann vergrößert sich das unerwünschte negative Wendemoment noch weiter!

Denk dir als Extrembeispiel eine Querrudersteuerung, bei der sich das Querruder gar nicht nach oben bewegen kann. (also letztlich wie die GS-Bremse)
Hier wirst du ein extrem starkes Gieren entgegen der Rollrichtung erhalten. (Drum kann man den GS ja ganz passabel steuern )

Die Querruderdifferenzierung kann das negative Wendemoment nur verringern, wenn der Ausschlag nach oben größer ist, als jener nach unten!

Alle bemannten Segelflieger haben übrigens eine Differenzierung nach diesem Prinzip. Dies reicht aber grade bei kleinen Geschwindigkeiten bzw. bei großen Ruderausschlägen nicht aus, um das Wendemoment völlig zu kompensieren. Da kommt dann das Seitenruder in's Spiel, welches das notwendige Wende- bzw. Giermoment erzeugt, damit der Flieger nicht nur rollt, sondern auch mit der Nase in die richtige Richtung dreht.

Leitet man eine Kurve bei niedriger Geschwindigkeit nur mit dem Querruder ein, dann rollt der Flieger tatsächlich z.b. nach rechts, während das Flugzeug aber gleichzeitig um seine Hochachse nach links dreht. Keine schöne Kurve, also.


@ Michael

> So versuchte ich es mir auch zunächst zu erklären. Das erklärt aber nur die
> Rollbewegung. Theoretisch müsste dann das System Pilot/Gleitschirm im
> Geradeausflug solange nach rechts kippen, bis es abschmiert. Und ich glaube,
> genau das macht auch ein Flugzeug mit starren Flächen, wenn vom Pilot keine
> Gegenreaktion erfolgt.

Ich weiß nicht genau, was du mit "abschmieren" meinst.
Bei meinem Gedankenexperiment mit dem ungleich belasteten Tragegurten (70kg rechts, 30kg links) rollt der Schirm solange nach rechts, bis das rücktreibende Moment durch das Pilotenpendel aus dem Lot gleich groß ist, wie das Rollmoment.

Sobald eine Schrägstellung vorhanden ist, wirkt nun aber die Gesamtluftkraft am Schirm nicht mehr nach oben, sondern zieht mit einer Komponente nach innen.
Um hier einen stationären Flugzustand zu erreichen, braucht's eine horizontale Gegenkraft: Nämlich die Fliehkraft aus dem Kurvenflug. Das initiiert die Drehung.

Am schönsten merkt man das, wenn man schon in der Kurve ist - v.a. beim Spiralen:
Da erhöht ein satter Gewichtsinput nach innen nicht nur die Schräglage, sondern auch nochmal die Drehgeschwindigkeit. Das eine geht mit dem anderen einher.

Viele Grüße

Pipo

Für alle, denen die Flugzeugruder, und Achsen nicht geläufig sind: Hier eine Grafik:
Die Zusammenhänge:
Seitenruder steuert die Hochachse
Höhenruder steuert die Querachse
Querruder stuert die Längsachse

Seitenruder und Querruder steuern aber eben nicht nur ausschließlich die genannten Achsen an. Ein Querruderausschlag lässt den Flieger eben wie erwähnt zusätzlich um die Hochachse gieren, während ein Seitenruderausschlag den Flieger zusätzlich rollen lässt. Einfach, weil bei Seitenruderausschlag der voreilende Flügel (in Folge der Gierbewegung) schneller ist, als der andere Flügel und dadurch mehr Auftrieb erzeugt. Das nennt man dann "positives Rollmoment".

[Michael Bauer]

AW: Gewichtsverlagerung

Ich weiß nicht genau, was du mit "abschmieren" meinst.

Ein Flugzeug, dessen Schwerpunkt etwa in der Ebene der Tragflächen liegt verhält sich meiner Meinung nach so:

Durch eine Rollbewegung hat der Auftriebsvektor eine horizontale Komponente, die das Flugzeug zur abkippenden Seite hin beschleunigt. Ohne Höhenruderausschlag hat das Flugzeug aber überhaupt keinen Grund, eine Kurve zu fliegen, sondern zieht zur einen Seite. (Hubschrauber machen das manchmal absichtlich).

Da durch das Rollen die vertikale Auftriebskomponente kleiner wird, sinkt das Flugzeug irgendwann. Das meinte ich mit Abschmieren. (Messerflug und dergleichen lassen ich jetzt mal weg...)

Im 2. Weltkrieg brachten englische Jägerpiloten die V1-Flugkörper zum Absturz, indem sie deren Flügelspitzen antippten. (merkwürdiger Sport...)

Bei meinem Gedankenexperiment mit dem ungleich belasteten Tragegurten (70kg rechts, 30kg links) rollt der Schirm solange nach rechts, bis das rücktreibende Moment durch das Pilotenpendel aus dem Lot gleich groß ist, wie das Rollmoment.

Einverstanden.

Sobald eine Schrägstellung vorhanden ist, wirkt nun aber die Gesamtluftkraft am Schirm nicht mehr nach oben, sondern zieht mit einer Komponente nach innen.

Nein. Ein "innen" gibt es noch gar nicht. Die Gesamtluftkraft zieht nach einer Seite. Was innen und was außen ist, wissen wir erst, wenn sich was dreht, und im Moment gibt es noch kein Drehmoment um die vertikale Achse, das eine Drehung auslöst

Um hier einen stationären Flugzustand zu erreichen, braucht's eine horizontale Gegenkraft: Nämlich die Fliehkraft aus dem Kurvenflug. Das initiiert die Drehung.

Stell Dir vor, Du fährst mit dem Auto auf der Autobahn über eine Brücke. Plötzlich hast Du Seitenwind (wenn Du so willst: eine horizontale Auftriebskomponente). Dein Auto begibt sich nicht auf eine Kreisbahn, sondern wird nur seitlich versetzt!

Oder um ein Beispiel zu nehmen, dass mehr mit Flugmechanik zu tun hat: Bei einem Flächenflugzeug genügt das Betätigen der Querruder nicht zum Kurvenflug. Man muss auch mit dem Höhenruder dafür sorgen, dass die Nase im Wind bleibt.

Lustigerweise macht das unser Fluggerät ganz von selbst. Es muss also ein Moment geben, das den Schirm zusätzlich auch noch Nicken lässt, und zwar Pilot nach vorne, Schirm nach hinten.

Michael

[pipo]

AW: Gewichtsverlagerung

Servus Michael!

> Nein. Ein "innen" gibt es noch gar nicht. Die Gesamtluftkraft zieht nach einer Seite.

Stimmt natürlich - ein "innen" gibt's noch nicht. Mit "innen" meinte ich aber nichts anderes als die horizontale Komponente der Gesamtluftkraft, die in Richtung der folgenden Kurve zeigt.

Wir sind soweit, dass der Schirm infolge der ungleichen Tragegurtbelastung zu rollen beginnt.
Daraus folgt zwingend:

• die Gesamtluftkraft bekommt eine horizontale Komponente in Richtung des (folgenden) Kreismittelpunktes.
• Zusätzlich muss der Schirm in Folge der verkleinerten projizierten Fläche schneller werden.

Das führt in weiterer Folge dazu, dass der Piloten nach außen, in eine beginnende Kreisbahn beschleunigt wird, bis sich ein Kräftegleichgewicht aus Luftkraft, Gewichtskraft und Fliehkraft einstellt.

Die Kreisbahn ergibt sich aus dem Pendel:
Nimm eine Schnur mit einem Gewicht unten dran, und bewege sie zuerst gleichförmig, um dann zu beschneunigen, bzw. die Richtung zu ändern. So initiierst du eine Rotation.

Grüße!

Pipo

[Pikachu]

AW: Gewichtsverlagerung

Hallo,

ich muß meinen Schrieb von oben revidieren:

Denn die Seite, die nach oben geht (kurvenäußere Seite), müßte eigentlich einen größeren Kreisbogen fliegen als die kurveninnere Seite. Daher müßte sie eigentlich schneller fliegen als die kurveninnere. Durch den erhöhten Widerstand aber wird die Seite, die nach oben geht, langsamer.

Soweit korrekt.

Logischerweise ist das Folgende falsch:

Die Differenzierung betrifft nur die Seite, auf der das QR nach oben ausschlägt: Dort wird der Ausschlag reduziert, wodurch das Schieben des Flugzeugs auf dieser Seite reduziert wird, indem man dort den induzierten Widerstand verringert und der Flügelhälfte dort mehr "Fahrt" läßt.

Andersherum ist richtig:

Entweder man ERHÖHT den Widerstand auf der kurveninneren Seite (das ist da, wo das QR hoch geht und sich der Flügel senkt) und VERRINGERT damit deren Geschwindigkeit.
Oder man VERRINGERT den Widerstand auf der kurvenäußeren Seite (das ist da, wo das QR runter geht und sich der Flügel hebt) und VERGRÖSSERT damit deren Geschwindigkeit.



Das DHV-Info ist leider noch nicht angekommen; deswegen denke ich weiter über die Frage nach, inwiefern ein GS eine Profilver- oder entwölbung leisten kann... durch den Knick? Die Bremse kann man dabei außer Acht lassen, denn z.B. mit angelegten Ohren kann man trotzdem nur durch "Knickerzeugung" steuern.
Ist das wirklich nur die Lastverteilung?

[WA]

AW: Gewichtsverlagerung

Hallo,

>ich muß meinen Schrieb von oben revidieren:

....na also, geht doch!

>Das DHV-Info ist leider noch nicht angekommen; deswegen denke ich weiter über die Frage nach, inwiefern ein GS eine Profilver- oder entwölbung leisten kann... durch den Knick? Die Bremse kann man dabei außer Acht lassen, denn z.B. mit angelegten Ohren kann man trotzdem nur durch "Knickerzeugung" steuern.
Ist das wirklich nur die Lastverteilung?

Nu, besser als es weiter oben erklärt wurde, gehts eigentlich nicht mehr. Obwohl ich auch manches zweimal lesen musste. Stells Dir doch mal so vor, durchs Gewicht verlagern, ziehst eine Seite runter, d.h. weniger Anstellwinkel, weniger Auftrieb. Die andere Seite bleibt offener und erzeugt mehr Auftrieb, schon biste in ner Rollbewegung die zur Kurve führt. Den "Knick" gibts einfach als Zugabe, ist ja alles weich. So jedenfalls stell ich mir das vor, mit einfachen Worten ausgedrückt.

Berichtigt mich bitte, falls ich völlig daneben liege.

Gruß, WA

PS. Freulein nemense Jrün, dat hebt!!!!!!

[I-Zen]

AW: Gewichtsverlagerung

Hall nochmal,

Melde mich jetzt doch nochmal zu Wor: Das mit dem Pendel ist eigentlich schon richtig, und auch die Auftriebskomponente, die in Richtung zukünftiger Kurveninnenseite zeigt, ist korrekt, ABER: Das ganze macht noch keinen Kreis! den zuvor erwähnten Messerflug können Gleitschirme aufgrund des tiefen Schwerpunktes natürlich nicht, aber ein seitliches Neigen führt wie der ebenfalls erwähnte Seitenwind beim autofahren zunächst nur zu einem seitlichen Versatz.
Flugzeuge, die ihren Schwerpunkt recht zentral haben, benötigen zum Kurven FLiegen aus der Schräglage heraus deutlichen Höhenrudereinsatz, das Seitenruder hilft dabei der durch den vorhergehenden Querrudereinsatz entstehenden Gierbewegung (nach außen) entgegenzuwirken.
Als Alter Modellflieger weiß ich: Flieger mit assymetrischem Profil (und das sind GS letztendlich alle) brauchen den Höhenrudereinsatz nicht, bei Schräglage kommen die automatisch rum
Als Alter Drachensteiger weiß ich: Flexifoil-Lenkdrachen haben ein ebensolches Profil und werden NUR an der Vorderseite aufgehängt, vergleichbar ist das mit einem GS, der nur A-Leinen hat! Warum die Dinger trotzdem Fliegen wie blöd: Das Gleitschirmähnliche Profil (alerdings mit noch weiter nach vorne verlagertem Druckpunkt) erzeugt ein derart hohes Moment um die Querachse, dass der Drachen sich Quer zur Zugrichtung der Leinen aufstellt und eben nicht wie eine Fahne nach hinten flattert.
Reißt eine Leine, sieht man den Effekt noch deutlicher, dann wirbelt der Drachen nämlich sehr heftig um die Querachse nach hinten, ähnliches kennen eingefleischte Modellflieger von euch sicher auch, wenn ein Modell in der Luft die Flächen abmontiert, die kreiseln dann auch quer zu Boden.
Legt man einen Schirm nun in die Kurve, fehlt genauso die Kraft, die die Rotation normalerweise verhindert, nämlich die nach unten zeigende Gewichtskraft des Piloten, denn dieser ist jetzt leicht seitlich, so dass der Gleitschirm freier nach hinten wegdrehen kann und eine Kurve einleitet. Dass die Kurve dann weiterläuft und bis zur Spirale verstärkt werden kann ist dann eine Wirkung des dynamischen Pendels, wie bereits geschrieben, Nur: zum Einleiten der Kurve reicht das noch nicht Dafür brauchts das gekippte Quermoment des Gleitschirmprofils

So, genug geschrieben, ist doch Sonntag und schönes Wetter

Gruß,

Benjamin

[Pikachu]

AW: Gewichtsverlagerung

So, nun habe ich den Artikel im DHV-Info gelesen.
(leider etwas arg kurz...)

Wenn das so stimmt, was der Horst geschrieben hat, dann spielt der "Knick" die entscheidende Rolle. Außerdem ist der GS offenbar das einzige Fluggerät, das auf diese Weise ins Rollen gebracht werden kann.

Der Knackpunkt ist nämlich, daß die Zellen in der Schirmmitte flexibel sind und die beiden Schirmhälften eine Art Treppenstufe bilden. Der Übergang von der Seite, die "unten" ist (also in die man sich hineinlegt) zu der Seite, in die man sich NICHT legt (sozusagen "oben") bildet eine Luftkraft in Richtung der Seite, in die man sich gelegt hat. Und dadurch kommt der Schirm ins Rollen. Dies deswegen, weil die Luftkraft immer senkrecht zum Segelstoff (Oberseite) wirkt.

Diese Erklärung hört sich plausibel an.

Was ich dann wieder nicht vollständig verstanden habe und was mit auch viel zu knapp erklärt war, ist, daß das asymmetrische Anbremsen zu der im Bild 5 beschriebenen Luftkraftverteilung kommt und daß dadurch das neg.Wenderollmoment sozusagen nicht zum Tragen kommt.

In einem Artikel des Gleitschirm-Magazins

http://www.gleitschirm-magazin.com/pdf/konzeption1.pdf

wird übrigens der Effekt beschrieben (s. Kasten "Kurven fliegen oder würgen"?).

Nach Horst wäre dieser Artikel also falsch.

Vielleicht klärt mich ja jemand über den Horst beschriebenen Effekt näher auf.

[WA]

AW: Gewichtsverlagerung

Nach Horst wäre dieser Artikel also falsch.

.......immer mal ändern die Koryphäen ihre Meinung, beobachte das eigentlich seit Jahrzehnten. Die gängige Erklärung, warum erzeugt ein Flügel Auftrieb, Bernoullsches Konzept usw. sei ja auch nicht richtig, hat sich aber halt etabliert. Gabs einen interessanten Thread und eine ebensolche Abhandlung, habs mal runtergeladen. Also, Strömung auf der oberen Flächenseite schneller als unten, damit sie an der Endleiste gleichzeitig ankommen usw. alles Mumpitz?????

Wie auch immer das Zeugel funzt, nen bisschen interessierts ja schon,aber ich flieg und freu mich das es funktioniert!

Trotzdem immer wieder interessant, die div. Erklärungen zu lesen, selber hat man ja auch welche!

Gruß, WA

[Horst Altmann]

AW: Gewichtsverlagerung

Hallo,

Ich möchte dazu noch etwas sagen und auch Details bringen.

1. Reinlegen/Gewichtsverlagerung
Es ist schon der Knick, der das Rollen ausmacht. Ich habe die aerodynamische Rechnung mit einem mechanischen Gleitschirm-Modell kombiniert und damit eine Simulations-Rechnung gemacht. Wenn man die Schirmhälften um +- 15cm hebt bzw senkt und den dabei entstehenden Mitten-Knick aerodynamisch beachtet resultiert in der Simulation ein Kreis mit ca. 50m Radius und ca. 12°/Sekunde Kreisgeschwindigkeit (also 30 Sekunden für Vollkreis).

Meine Flugerfahrung passt da ganz gut dazu. Maximal reingelegt und Bremsen frei dauert der Vollkreis etwa 30 Sekunden. Die Praxis unterstützt hier die Theorie.

Im Übrigen kann man diesen leichten Knick in Schirmmitte von außen ganz gut beobachten. Auch beim Zulu mit zentraler Aufhängung sollte sich ein Knick einstellen, dann sind halt die Zentralleinen von der einen Seite her lose/durchhängend.

2. Um die Kurve würgen
Der Artikel aus Gleitschirm ist mir bekannt und die Sache mit dem neg. Wendemoment stimmt ja auch bei den "alten", eher geraden Schirmen (im akt. DHV-Heft sieht man im Beitrag von M. Kistler zur Profil-Evolution einen Comet (oder ähnlich), der kaum ausgerundetet Ohren hat). Beim Bremsen ist die lokale Kraft immer senkrecht zur Schirmoberfläche (sind ja Druckkräfte) und wegen der "fehlenden" Ohren ist die zusätzliche Brems-Luftkraft eher nach oben gerichtet. Der Schirm rollt aus der gewünschten Kurve raus bis der Brems-Widerstand den Schirm richtig rum giert.

Bei modernen Schirmen mit deutlich ausgerundeten Ohren ist die zusätzliche Brems-Luftkraft eher leicht schräg nach außen gerichtet. Die Resultierende greift oberhalb des Gesamt-Schwerpunkts an und rollt den Schirm in die gewünschte Richtung. Kein "Würgen" mehr. Wichtig dabei ist auch die Einstellung der Bremse, dh welcher Bereich der Hinterkante (innen/mittig/außen) zuerst greift.

Und auch die Praxis zeigt doch, daß ein moderner Schrim mit Ziehen der Steuerleine der Schirm sofort ohne neg. Gieren in die Kurve geht. Mit Ziehen der inneren D-Leine könnte man vielleicht den Effekt mit neg. Moment erzeugen.


Grüße, Horst (keine Koryphäe, nur Ingenieur)

[luaas]

AW: Gewichtsverlagerung

Der Knick im Flügel spielt sicher eine wichtige Rolle, und die Erklärung der schräg ziehenden Auftriebsvektoren auf der Knickfläche ist schön anschaulich. Fürs grundsätzliche Verständnis, dass die Gewichtsverlagerung etwas bringt, ist diese Variante ausreichend.

Die aerodynamische Praxis hingegen ist viel komplizierter, da die Strömung an diesem Knick gar nicht sauber anliegt sondern am Knick viele Wirbel schlägt, die ihrerseits wieder für unterschiedliche Auftriebskomponenten an den Teilflügeln rechts und links sorgen. Sie sorgen ebenso für das Rollmoment.

Darum ist es bei der Gewichtsverlagerungssteuerung nicht nur entscheidend, dass der Gleitschirm einen großen Knick ausbildet (große Fläche, die zur Seite zieht), damit das Teil sich in die Kurve legt. Wichtig ist auch, welche Wirbel dieser Knick ausbildet und wie das restliche Profil diese Wirbel aerodynamisch "verarbeitet". Manche Schirme gehen deshalb auch schon mit wenig Verlagerung ums Eck, andere erst mit weit rausgelehntem Piloten (bei gleicher Gurtzeugeinstellung!)

[Pikachu]

AW: Gewichtsverlagerung

Horst,

vielen Dank, jetzt habe ich es verstanden (denke ich).

Die Luftkraft wirkt (wenn ich es richtig sehe) an der heruntergezogenen Bremse im Prinzip genauso wie an der Oberseite des Segels: An der Oberseite wirkt sie nach oben=Auftrieb, an der Bremse nach schräg hinten=Zug des Flügels nach schräg hinten=Gewünschter Effekt: Gieren um Hochachse). Klar auch, daß dies mit der (so nur beim GS vorkommenden) Form des Flügels zu tun hat (und wenig bzw. gar nicht bei geraden Flächen vorkommt).